加拿大麦吉尔大学的天文学家最近宣布说,他们使用CHIME(加拿大氢密度测绘仪)在宇宙中又发现了9个重复出现的快速射电暴。

CHIME是一个对快速射电暴灵敏度极高的射电望远镜阵列。自其2017年9月投入运行以来,已经将人类发现的快速射电暴数量提升到了近700个,其中20个是重复出现的快速射电暴。

宇宙深处传来三个诡异信号 700个来自遥远宇宙的神秘信号被发现(1)

外形奇特的CHIME射电望远镜阵列。Andre Renard / Dunlap Institute / CHIME Collaboration

人类首次发现快速射电暴(FRBs)是在2007年。自那以后,快速射电暴成了摆在天文学家面前的最神秘的天文现象之一。

快速射电暴是来自宇宙的短促无线电信号——天文学家把来自宇宙的无线电波叫做射电波。快速射电暴拥有极高的能量,能在极短的时间(常常不足1毫秒)内释放出相当于太阳需要一个世纪才能产生的能量。快速射电暴多来自遥远的星系,而它们的成因一直是个谜。

为了解释神秘的快速射电暴,天文学家提出了许多理论。有人认为它们与旋转的中子星有关,有人认为它们是在某些奇特星体外壳崩塌的过程中产生的,甚至有人认为它们与地外文明的活动有关——因为某些快速射电暴会重复出现,且没有一种已知的自然机制能够解释它们。

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以加拿大麦吉尔空间研究所、麦吉尔大学物理系博士后研究员Emmanuel Fonseca为首的一个国际天文学科研小组,在分析了这9个新发现的重复快速射电暴后,证实了天文学家的部分预言。

快速射电暴大体上可分为两种,一种是重复出现的,一种是不重复出现的。这两种射电暴似乎是源自不同的天文现象和(或)不同的环境。而它们的区别,具体反映在射电信号的色散度、脉冲宽度和信号源周围的磁化环境等方面。

信号的色散度反映了信号所穿越的空间中分布着什么样的物质。研究人员发现无论是重复出现的快速射电暴,还是不重复出现的快速射电暴,它们在空间的分布特点上并没有多大区别。这表明这两种快速射电暴的分布和起源环境可能是相似的。

在脉冲宽度方面,研究人员发现重复出现的快速射电暴要比不重复出现的快速射电暴更宽。基于这一点研究人员推测,重复出现的快速射电暴爆发持续时间略长,且这两种射电暴的发射机制可能不一样。

而在光子与信号源周围磁场环境的相互作用方面,研究人员发现在这些新发现的重复出现的快速射电暴中,有2个的法拉第效应弱于人类发现的第一个重复出现的快速射电暴FRB 121101。这表明无论是重复出现的快速射电暴还是不重复出现的快速射电暴,可能都源自某种不太强的磁化环境。而这还进一步暗示——尽管还有待观察——FRB 121101是一个异类。

人类想要揭开快速射电暴之谜依然任重而道远。但是随着越来越多的快速射电暴实例被发现,我们正在一步步地逼近真相。

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快速射电暴探测示意图。CSIRO / Andrew Howells

延伸阅读:CHIME Detects Even More Repeating Bursts, https://aasnova.org/2020/03/13/chime-detects-even-more-repeating-bursts/Nine New Repeating Fast Radio Burst Sources from CHIME/FRB, https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab7208

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